探秘盱眙铁山寺天文科技馆一起去聆听天外的故事

2022-05-26 06:34嵇刊吴宇
科学大众 2022年10期
关键词:盱眙单摆山寺

□文/本刊记者 嵇刊 图/吴宇

铁山寺天文科技馆坐落于淮安盱眙铁山寺国家森林公园景区内,依傍于紫金山天文台的盱眙观测站而建。在这里,你可以追星揽月,开启未知之旅;也可以冲破苍穹,探索神秘宇宙。这里,还有着全华东“最亮的星空”……

“张目为盱,直视为眙”,盱眙,寓意登高望远。由于盱眙铁山寺周围森林覆盖,没有烟尘和光污染,所以这里的大气视宁度好、稳定度佳,具有较好的夜天光条件,可以观测到更多、更暗的星星。

与星空来一场亲密约会

铁山寺天文科技馆内设置有宇宙纪元、中华问天、腾空之梦三大主题展区。借助丰富的天文资源,参观者可以在此开启一场对话星空的科普之旅,了解浩渺宇宙的故事。

关于宇宙的起源,从古至今众说纷纭。在宇宙纪元展区,由最初的起源大爆炸展开,通过演化时间线,带你领略宇宙天体的诞生与轮回。如果你对神秘的黑洞充满好奇,还可以利用互动多媒体,体验一回被“吞噬”的感觉。

在“太阳系家族”,一眼就能看到头顶的行星公转自转体系模型。针对盱眙观测站的主要守望目标——小行星,其介绍则选用通俗易懂的方式,展示于环形桌上。

如果说馆内最具视觉冲击力的设计,那非穹幕天象厅莫属。据设计单位负责人介绍,这个能让人沉浸在宇宙万象之中的动态体验空间,受到了各年龄段参观者的一致好评。想要被群星拥抱的浪漫,来过才能知晓。

此外,铁山寺天文科技馆一改常规的静态展览模式,增添了保卫地球、太空探宝、炫酷摩托等全新的互动项目,大大提高了参观者的体验感。晚上,如果你来到铁山寺天文科技馆四楼,还可以借助35厘米天文望远镜与星星和月亮来个亲密会面。

“太阳系家族”

一睹“世界时钟之祖”的真容

中国是世界上天文学起步最早、发展最快的国家之一,天文学也是我国古代最发达的自然科学之一。我国古代在创制天文仪器方面也有杰出的贡献,创造性地设计、制造了许多精巧的观察和测量仪器。

一台按1∶5比例复制、名为“水运仪象台”的古代天文仪器,就是铁山寺天文科技馆的镇馆之宝。水运仪象台由北宋天文学家苏颂主持制造,是世界上第一台完全靠水力自主运行,集观测天象的浑仪、演示天象的浑象、计量时间的漏刻和报告时刻的机械装置于一体的综合性天文台。它标志着中国古代天文仪器制造史上的高峰,被誉为“世界上最早的天文钟”。

原北宋水运仪象台高12米,长、宽各7米,是一座上狭下广、呈正方台形的木结构建筑。其中,浑仪等为铜制。全台共分3隔,下隔包括报时装置和动力机构等;中隔是一间密室,放置浑象;上隔是一个板屋,放置浑仪。水运仪象台的构思广泛吸收了之前各种仪器的优点,尤其是吸取了北宋初年天文学家张思训所改进的自动报时装置的长处;在机械结构方面,水运仪象台采用了民间使用的水车、筒车、凸轮和天平秤杆等机械原理,把观测、演示和报时设备集中起来,组成了一个整体,成为一部自动化的天文台。

据介绍,水运仪象台有3项令世界瞩目的发明:一是屋顶可开闭,是现代天文台活动圆顶的雏形;二是浑象一昼夜自动旋转一周,是现代天文跟踪机械转移钟的先驱;三是计时、报时系统是机械钟表的祖先,比欧洲14世纪第一台机械时钟早600多年。这台仪器的制造水平堪称一绝,充分体现了中国古代劳动人民的聪明才智和创造精神。

镇馆之宝——水运仪象台

“傅科摆”记录地球真实自转

在馆内,还有一件有意思的仪器——傅科摆,它是用法国物理学家莱昂·傅科的名字命名的,是验证地球自转的一种简单设备。虽然人们长久以来都知道地球在自转,但傅科摆第一次以简单的实验予以证明。在许多科学博物馆和大学里,傅科摆都是很受欢迎的科普展品。

那么,傅科摆的原理是什么呢?据介绍,那是由于地球自转,傅科摆在摆动平面受到因地球自转而产生的作用力的影响,所以使傅科摆的摆动平面呈顺时针(位于北半球)或逆时针(位于南半球)方向转动。

关于傅科摆,还有一个有趣的小故事。有一次,傅科想研究空气对单摆的影响,他让单摆摆动起来,记下时间和摆动角度后,便看起书来。过了一段时间,等他放下书再看单摆时,却愣住了:单摆原来左右摆动,现在怎么前后摆动了?根据惯性定律,运动物体不受外力作用时,总保持匀速直线运动或静止状态。单摆没受外力,摆动方向怎么会变化?经过认真分析思考后,傅科意识到,这是地球自转造成的。于是,傅科设计了这种装置,并当众演示,以此来证明地球在自转。

馆内的傅科摆

1868年2月11日,傅科在巴黎逝世,终年49岁。为了纪念他,一颗小行星和月面上的一个小环形山被命名为“傅科”。

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